減重與代謝手術(shù)治療T2DM的機制研究.pdf

1、第一部分減重與代謝手術(shù)后胰島素敏感性和胰島功能的變化與機制—基于糖尿病“緩解后復(fù)發(fā)”模型的研究
　　背景
　　肥胖癥和2型糖尿病(T2DM)在世界范圍內(nèi)廣泛流行，嚴(yán)重危害著人類健康。減重與代謝手術(shù)是目前最有效的治療肥胖癥合并糖尿病的方案，大量的隨機對照臨床研究顯示手術(shù)可以迅速、持久的改善肥胖患者合并的糖尿病。雖然RYGB和SG等減重與代謝手術(shù)可以快速、顯著地緩解糖尿病，但這些結(jié)果的隨訪時間相對較短。長期的術(shù)后隨訪發(fā)現(xiàn)，Rou

2、x-en-Y式胃旁路術(shù)(Roux-en-Y gastric bypass，RYGB)和袖狀胃切除術(shù)(Sleeve gastrectomy，SG)等術(shù)后一定比例患者的糖尿病在顯著緩解后出現(xiàn)了復(fù)發(fā)，研究報道的復(fù)發(fā)率從12.1％到53％不等。對緩解后復(fù)發(fā)患者病例信息的分析顯示，較長的糖尿病病程、高齡、術(shù)前使用胰島素、術(shù)后不遵守醫(yī)囑、術(shù)后高熱量飲食等是減重與代謝手術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)的危險因素。除此之外，術(shù)前較低的BMI、術(shù)后體重復(fù)增和較少的多

3、余體重下降(Excess weightloss，EWL)也是糖尿病緩解后復(fù)發(fā)的危險因素，但這些因素對術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)的預(yù)測價值尚且存在較大的爭議。目前，減重與代謝手術(shù)后糖尿病緩解的機制尚不清楚，糖尿病緩解后復(fù)發(fā)的原因更是有待研究。
　　目的
　　1、建立一種減重與代謝手術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)的動物模型，評估糖尿病“緩解-復(fù)發(fā)”過程中機體胰島素敏感性和胰島β-細(xì)胞的功能變化;
　　2、評估高脂飲食(High-fat d

4、iet, HFD)、術(shù)后體重變化和糖尿病復(fù)發(fā)的關(guān)系;
　　3、比較SG和DJB治療糖尿病和抵抗糖尿病復(fù)發(fā)的效果。
　　方法
　　本研究以HFD聯(lián)合鏈脲霉素(Streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠為動物模型，建立SG和DJB手術(shù)模型，術(shù)后給予HFD誘導(dǎo)糖尿病緩解后復(fù)發(fā)。糖尿病大鼠接受SG術(shù)、DJB術(shù)和假手術(shù)(Sham)后給予普通飲食（即低脂飲食，Low-fat Diet，LFD)，第4周，每個手術(shù)組大鼠再

5、次隨機分配為兩組，分別給予HFD誘導(dǎo)糖尿病復(fù)發(fā)和LFD。分別在術(shù)前、術(shù)后早期（4周）和術(shù)后中長期(12周)3個時間點，對SG普通飲食(SG-LFD)組、SG高脂飲食(SG-HFD)組、DJB普通飲食(DJB-LFD)組、DJB高脂飲食(DJB-HFD)組和給予低脂飲食的假手術(shù)(Sham)組各項指標(biāo)進行對比。
　　本實驗主要的檢測指標(biāo)有:(1)體重:術(shù)前、術(shù)后4周和12周分別測量記錄;(2)糖耐量:在術(shù)前、術(shù)后4周和12周以口服糖耐

6、量實驗(Oral glucose tolerancetest，OGTT)進行檢測;(3) beta細(xì)胞功能:在術(shù)前、術(shù)后4周和12周以葡萄糖刺激的胰島素分泌實驗進行評估;(4)胰島素敏感性:在術(shù)前、術(shù)后2周和24周以穩(wěn)態(tài)模型評估胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis model of assessment forinsulin resistence index，HOMA-IR)進行評估;(5)餐后胰高血糖素樣肽-1（Glucagon-l

7、ike peptide-1，GLP-1）、肽YY(Peptide YY，PYY)、胃饑餓素(ghrelin）水平，在術(shù)前、術(shù)后4周和12周進行檢測;(5)胰島素信號通路關(guān)鍵蛋白表達:通過Western blot技術(shù)檢測術(shù)后第12周肝臟與下肢骨骼肌肉組織中胰島素信號通路關(guān)鍵蛋白表達，包括胰島素受體(Insulin receptor)、胰島素受體底物1/2(Insulinreceptor substrate1/2，IRS1/2)、磷脂酰肌醇

8、3一激酶(phosphoinositide3-kinase,PI3K)和絲蘇氨酸蛋白激酶(AKT);(6)胰島beta細(xì)胞形態(tài):通過免疫熒光技術(shù)和TUNEL染色觀察術(shù)后第12周各組大鼠胰腺中胰島體積、beta細(xì)胞凋亡信號強度和beta細(xì)胞胰島素含量）
　　結(jié)果
　　1、術(shù)后4周和12周，手術(shù)組大鼠體重均低于Sham組，相同飲食的手術(shù)組大鼠體重均無明顯差異。
　　2、對糖耐量和胰島素敏感性結(jié)果的析因分析顯示，術(shù)后4周和1

9、2周，各手術(shù)組大鼠的糖耐量和胰島素敏感性優(yōu)于Sham組;術(shù)后12周，普通飲食組(SG-LFD組和DJB-LFD組)的糖耐量和胰島素敏感性優(yōu)于高脂飲食組（SG-HFD組和DJB-LFD組）。
　　3、胰島素信號通路關(guān)鍵蛋白檢測結(jié)果顯示:術(shù)后12周，手術(shù)組肝臟和肌肉胰島素信號通路表達相比于Sham組出現(xiàn)上調(diào)，但高脂飲食組相較于普通飲食組出現(xiàn)下調(diào)。
　　4、口服葡萄糖刺激的胰島素分泌試驗顯示:術(shù)后4周，手術(shù)組大鼠口服葡萄糖后胰島素

10、分泌曲線與Sham組無明顯差異;術(shù)后12周，Sham組口服葡萄糖后胰島素分泌曲線較前出現(xiàn)明顯下降，而手術(shù)組大鼠口服葡萄糖后胰島素分泌曲線與之前時間點無明顯差異，且明顯高于Sham組，不同飲食喂養(yǎng)組之間無明顯差異。
　　5、胰腺形態(tài)學(xué)觀察中發(fā)現(xiàn):術(shù)后12周，Sham組大鼠胰島體積較手術(shù)組出現(xiàn)明顯萎縮，各手術(shù)組間無明顯差異;高脂飲食組大鼠胰島內(nèi)TUNEL陽性的beta細(xì)胞比例高于普通飲食組，但仍低于Sham組;各手術(shù)組大鼠beta細(xì)胞

11、內(nèi)胰島素均明顯高于Sham組，但各組間無明顯差異。
　　6、術(shù)后4周和12周，各手術(shù)組間餐后血清GLP-1釋放曲線和餐后PYY水平均無明顯差異，但均優(yōu)于Sham組;SG組術(shù)后空腹血清ghrelin水平降低，但SG-LFD組和SG-HFD組間無明顯差異。
　　結(jié)論
　　1、SG和DJB可以迅速改善HFD和STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的糖代謝，術(shù)后HFD喂養(yǎng)可以誘導(dǎo)SG和DJB術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)。
　　2、HFD誘導(dǎo)的S

12、G和DJB術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)與體重變化無顯著關(guān)系。
　　3、SG和DJB術(shù)后胰島素敏感性的改善，包括肝臟胰島素敏感性和骨骼肌胰島素敏感性的改善，是SG和DJB緩解糖尿病的重要機制之一。HFD誘導(dǎo)的肝臟和肌肉胰島素敏感性的再次受損是糖尿病復(fù)發(fā)的關(guān)鍵因素。
　　4、SG和DJB具有顯著的胰島功能保護作用，顯著減輕了beta細(xì)胞凋亡、保護了大鼠的胰島素分泌功能。HFD可以顯著引起SG和DJB術(shù)后糖尿病大鼠的β細(xì)胞凋亡，但術(shù)后8周

13、的短期HFD喂養(yǎng)尚不足以引起胰島素分泌功能的下降。
　　5、GLP-1、PYY和Ghrelin等胃腸道激素與HFD引起的SG和DJB術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)發(fā)無顯著關(guān)系。
　　第二部分迷走神經(jīng)在減重與代謝手術(shù)改善糖代謝中的作用一基于袖狀胃切除聯(lián)合迷走神經(jīng)千離段術(shù)的研究
　　背景
　　越來越多的臨床研究表明，減重與代謝手術(shù)可以迅速、持久的改善肥胖患者合并的糖尿病，是目前唯一可以根治糖尿病的治療方法。目前，減重與代謝手術(shù)已

14、全球范圍內(nèi)被糖尿病治療和研究組織接納為有效的糖尿病治療方法。RYGB和SG是目前國際上開展最廣泛的兩種減重與代謝手術(shù)術(shù)式。SG具有操作簡單、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、減重和降糖效果顯著等特點，在世界范圍內(nèi)廣為流行，目前已經(jīng)在北美、亞太和歐洲地區(qū)超過RYGB成為開展數(shù)量最多的手術(shù)。然而，SG的開展時間相對較短，其減重和降糖效果尚需長時間的觀察確定。此外，目前認(rèn)為SG治療糖尿病的效果略遜于RYGB。因此，在SG基礎(chǔ)上設(shè)計一種新的手術(shù)方式變得十分必要

15、。目前已有多種涉及小腸的手術(shù)聯(lián)合SG被設(shè)計和應(yīng)用于臨床和基礎(chǔ)研究，這些手術(shù)統(tǒng)稱為SG加(SG+)手術(shù)。由于現(xiàn)有的SG+手術(shù)都增加了吻合口，相較于RYGB，SG創(chuàng)傷小的優(yōu)勢變得較小。
　　迷走神經(jīng)干離段術(shù)(Truncal vagotomy，TV)是較早應(yīng)用于減重的一種手術(shù)方式，可以顯著降低患者食欲、減輕體重。因此，我們設(shè)計了SG聯(lián)合TV手術(shù)(SGTV)，一種創(chuàng)傷較其他SG+手術(shù)小的新SG+手術(shù)，本研究旨在對該術(shù)式進行評估。
　

16、　目的
　　1、建立SG聯(lián)合TV術(shù)動物模型，評估SGTV術(shù)治療糖尿病的安全性、可行性。
　　2、利用HFD和STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型，比較SGTV和單純SG、TV對糖尿病的治療效果。
　　3、通過比較SG和SGTV對糖耐量、胰島敏感性、胰島素分泌功能和胃腸道激素的作用，明確迷走神經(jīng)的完整性在SG治療糖尿病中的必要性。
　　方法
　　為HFD聯(lián)合STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠行SGTV、SG、TV和DJB手術(shù)。在術(shù)

17、后相應(yīng)的時間點，對比體重、進食量、OGTT、HOMA-IR、肝臟胰島素信號分子(IR、IRS1、IRS2、PI3K和AKT)，口服葡萄糖刺激胰島素分泌試驗，GLP-1和ghrelin。對比手術(shù)效果并研究迷走神經(jīng)對糖代謝的影響。
　　結(jié)果
　　與TV和Sham組相比，SG和SGTV組均表現(xiàn)出更好的糖耐量、更低水平的HOMA-IR、上調(diào)的肝胰島素信號通路蛋白表達水平、更高水平的口服葡萄糖刺激的胰島素分泌，升高的餐后GLP-1水平

18、和降低的空腹ghrelin水平。SG和SGTV組間無明顯的差異。此外，TV和Sham組之間在葡萄糖耐量，HOMA-IR，肝胰島素信號，口服葡萄糖刺激胰島素分泌試驗，餐后GLP-1水平和空腹ghrelin水平方面無明顯差異。SG組與SGTV組間體重和進食量無明顯差異。TV組與Sham組間體重和進食量無明顯差異。
　　結(jié)論
　　1、首次對SG聯(lián)合TV手術(shù)治療糖尿病進行了動物實驗研究，研究證實SGTV可以顯著的增強糖耐量、提高胰島